форкнуто от main/python-labs
Родитель
c2f642f82e
Сommit
3f8a47226e
@ -0,0 +1,308 @@
|
|||||||
|
# Отчёт по теме 9: Создание пользовательских классов и объектов
|
||||||
|
Филиппов Даниил Юрьевич, А-01-23
|
||||||
|
|
||||||
|
# 1. Запуск интерактивной оболочки IDLE
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> import os
|
||||||
|
>>> os.chdir('C:\\Users\\danii\\Desktop\\FilippovDY\\python-labs\\TEMA9')
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
# 2. Создание классов и их наследников
|
||||||
|
Класс - это элемент ПО, описывающий абстрактный тип данных и его частичную или полную реализацию. Он представляет собой шаблоны, образцы, по которым может быть создано множество объектов-экземпляров класса. У каждого класса есть уникальное имя и некоторый набор специфических для него атрибутов: полей (данных) и методов (функций), которые могут использоваться при работе с экземплярами класса.
|
||||||
|
|
||||||
|
## 2.1 Создание автономного класса
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> class Class1: #Объявление класса
|
||||||
|
... def zad_zn(self,znach): #Метод 1 класса1 – задание значения data
|
||||||
|
... self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса
|
||||||
|
... def otobrazh(self): # Метод 2 класса1
|
||||||
|
... print(self.data)#Отображение данных экземпляра класса
|
||||||
|
...
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
У этого класса есть два метода: zad_zn (устанавливает значение свойства объекта) и otobrazh (выводит это значение на экран).
|
||||||
|
Еще у него есть один атрибут - data.
|
||||||
|
self — это обязательный первый параметр всех методов в классе, ссылающийся на конкретный
|
||||||
|
экземпляр класса и нужный для определения обращения к атрибутам и методам.
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> z1=Class1() #Создаём 1-й экземпляр класса
|
||||||
|
>>> z2=Class1() #Создаём 2-й экземпляр класса
|
||||||
|
>>> z1.zad_zn('экз.класса 1') #Обращение к методу класса у 1-го экз.
|
||||||
|
>>> z2.zad_zn(-632.453) #Обращение к методу класса у 2-го экз.
|
||||||
|
>>> z1.otobrazh() # Обращение ко второму методу класса
|
||||||
|
экз.класса 1
|
||||||
|
>>> z2.otobrazh()
|
||||||
|
-632.453
|
||||||
|
>>> z1.data='Новое значение атрибута у экз.1'
|
||||||
|
>>> z1.otobrazh()
|
||||||
|
Новое значение атрибута у экз.1
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
## 2.2 Создание класса-наследника
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1
|
||||||
|
... def otobrazh(self): # Метод класса Class2 – переопределяет метод родителя
|
||||||
|
... print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра
|
||||||
|
...
|
||||||
|
...
|
||||||
|
>>> z3=Class2()
|
||||||
|
>>> dir(z3)
|
||||||
|
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_zn']
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Объекты с нижними подчеркиваниями - встроенные атрибуты и методы, которые есть у каждого класса. Кроме этого, есть унаследованные от родительского класса методы, один из которых переопределен.
|
||||||
|
При создании дочернего класса атрибуты и методы родительского класса переносятся дочернему. В дочернем классе методы могут быть переопределены. То есть метод с одинаковым именем в разных классах будет вести себя по-разному.
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> z3
|
||||||
|
<__main__.Class2 object at 0x000001FAB6A8E7B0>
|
||||||
|
>>> z3.zad_zn('Совсем новое')
|
||||||
|
>>> z3.otobrazh()
|
||||||
|
значение= Совсем новое
|
||||||
|
>>> z1.otobrazh()
|
||||||
|
Новое значение атрибута у экз.1
|
||||||
|
>>> del z1,z2,z3
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 3. Использование классов, содержащихся в модулях
|
||||||
|
Создадим модуль Mod3 со следующим содержанием:
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
class Class1: #Объявление класса Class1 в модуле
|
||||||
|
def zad_zn(self,znach): # 1 Метод класса
|
||||||
|
self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса Class1
|
||||||
|
def otobrazh(self): # 2 Метод класса
|
||||||
|
print(self.data)#Отображение данных экземпляра
|
||||||
|
class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1
|
||||||
|
def otobrazh(self): # Метод класса Class2
|
||||||
|
print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра
|
||||||
|
def otobrazh(objekt): #Объявление самостоятельной функции
|
||||||
|
print('значение объекта=',objekt)
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> from Mod3 import Class1 #Частичный импорт содержимого модуля
|
||||||
|
>>> z4=Class1()
|
||||||
|
>>> z4.otobrazh()
|
||||||
|
Traceback (most recent call last):
|
||||||
|
File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
|
||||||
|
z4.otobrazh()
|
||||||
|
File "C:\Users\danii\Desktop\FilippovDY\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh
|
||||||
|
print(self.data)#Отображение данных экземпляра
|
||||||
|
AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data'
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Ошибка возникла потому, что otobrazh было вызвано раньше, чем метод, инициализирующий атрибут data, то есть мы пытаемся напечатать значение несуществующего объекта.
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> import sys
|
||||||
|
>>> sys.modules.pop('Mod3')
|
||||||
|
<module 'Mod3' from 'C:\\Users\\danii\\Desktop\\FilippovDY\\python-labs\\TEMA9\\Mod3.py'>
|
||||||
|
>>> from Mod3 import Class1
|
||||||
|
>>> z4=Class1()
|
||||||
|
>>> z4.data='значение данного data у экз.4'
|
||||||
|
>>> z4.otobrazh()
|
||||||
|
значение данного data у экз.4
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Здесь otobrazh - это метод класса Class2 и соответствующего ему экземпляра класса z2. Этот метод не принимает значимых параметров, кроме формального self.
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> del z4
|
||||||
|
>>> import Mod3 #Полный импорт содержимого модуля
|
||||||
|
>>> z4=Mod3.Class2()
|
||||||
|
>>> z4.zad_zn('Класс из модуля')
|
||||||
|
>>> z4.otobrazh()
|
||||||
|
значение= Класс из модуля
|
||||||
|
>>> Mod3.otobrazh('Объект')
|
||||||
|
значение объекта= Объект
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Здесь otobrazh - это уже просто функция, глобально определенная в модуле mod3. Она определена вне пользовательского класса, поэтому атрибута data в ее зоне доступа нет. Так что эта функция принимает один обязательный параметр - выводимую переменную.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 4. Использование специальных методов
|
||||||
|
Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид: ```__<имя специального метода>__```
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> class Class3(Class2): #Наследник класса Class2, а через него – и класса Class1
|
||||||
|
... def __init__(self,znach): #Конструктор-вызывается при создании нового экземпляра класса
|
||||||
|
... self.data=znach
|
||||||
|
... def __add__(self,drug_zn): #Вызывается, когда экземпляр участвует в операции «+»
|
||||||
|
... return Class3(self.data+drug_zn)
|
||||||
|
... def zad_dr_zn(self,povtor): #А это - обычный метод
|
||||||
|
... self.data*=povtor
|
||||||
|
...
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Метод __add__ - это один из методов, осуществляющих так называемую «перегрузку» операторов.
|
||||||
|
Для иллюстрации работы этих методов создадим экземпляр класса Class3 и отобразим его.
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> z5=Class3('abc') #При создании экземпляра срабатывает конструктор
|
||||||
|
>>> z5.otobrazh()
|
||||||
|
значение= abc
|
||||||
|
>>> z6=z5+'def'
|
||||||
|
>>> z6.otobrazh()
|
||||||
|
значение= abcdef
|
||||||
|
>>> z6.zad_dr_zn(3)
|
||||||
|
>>> z6.otobrazh()
|
||||||
|
значение= abcdefabcdefabcdef
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 5. Присоединение атрибутов к классу
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> dir(Class3)
|
||||||
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
||||||
|
>>> Class3.fio='Иванов И.И.'
|
||||||
|
>>> dir(Class3)
|
||||||
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
||||||
|
z7=Class3(123)
|
||||||
|
dir(z7)
|
||||||
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
В dir(z7), по сравнению с dir(Class3), указаны также атрибуты, относящиеся непосредственно к экземпляру. dir(Class3) показывает атрибуты класса Class3. Это включает методы, свойства, и встроенные специальные методы класса, но не атрибуты конкретных объектов, созданных на основе этого класса.
|
||||||
|
dir(z7) показывает атрибуты объекта z7.
|
||||||
|
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
dir(z7)==dir(Class3)
|
||||||
|
False
|
||||||
|
z7.rozden='1987' # Добавим еще один атрибут
|
||||||
|
dir(z7)
|
||||||
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'rozden', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
||||||
|
dir(Class3) # При этом у dir(Class3) его нет
|
||||||
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 6. Выявление родительских классов
|
||||||
|
Такое выявление делается с помощью специального атрибута ```__bases__```.
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> Class3.__bases__
|
||||||
|
(<class '__main__.Class2'>,)
|
||||||
|
>>> Class2.__bases__
|
||||||
|
(<class 'Mod3.Class1'>,)
|
||||||
|
>>> Class1.__bases__
|
||||||
|
(<class 'object'>,)
|
||||||
|
>>> object.__bases__
|
||||||
|
()
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Полный порядок наследования:
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> Class3.__mro__
|
||||||
|
(<class '__main__.Class3'>, <class '__main__.Class2'>, <class 'Mod3.Class1'>, <class 'object'>)
|
||||||
|
>>> ZeroDivisionError.__mro__
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 7. Создание свойства класса
|
||||||
|
Свойство (property) класса – это особый атрибут класса, с которым можно производить операции чтения или задания его значения, а также удаление значения этого атрибута. Свойства нужны для того, чтобы ограничить прямой доступ к изменению атрибута.
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> class Class4:
|
||||||
|
... def __init__(sam,znach):
|
||||||
|
... sam.__prm=znach
|
||||||
|
... def chten(sam):
|
||||||
|
... return sam.__prm
|
||||||
|
... def zapis(sam,znch):
|
||||||
|
... sam.__prm=znch
|
||||||
|
... def stiran(sam):
|
||||||
|
... del sam.__prm
|
||||||
|
... svojstvo=property(chten,zapis,stiran)
|
||||||
|
...
|
||||||
|
...
|
||||||
|
>>> exempl=Class4(12)
|
||||||
|
>>> exempl.svojstvo
|
||||||
|
12
|
||||||
|
>>> exempl.svojstvo=45
|
||||||
|
>>> print(exempl.svojstvo)
|
||||||
|
45
|
||||||
|
>>> del exempl.svojstvo
|
||||||
|
>>> exempl.svojstvo
|
||||||
|
Traceback (most recent call last):
|
||||||
|
File "<pyshell#64>", line 1, in <module>
|
||||||
|
exempl.svojstvo
|
||||||
|
File "<pyshell#58>", line 5, in chten
|
||||||
|
return sam.__prm
|
||||||
|
AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm'
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Такой вывод происходит, потому что этот атрибут уже удален.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 8. Пример представления в виде класса модели системы автоматического регулирования (САР), состоящей из последовательного соединения усилителя и двух инерционных звеньев, охваченных отрицательной обратной связью с усилителем.
|
||||||
|
Создадим модуль SAU.py с классом:
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
class SAU:
|
||||||
|
def __init__(self,zn_param):
|
||||||
|
self.param=zn_param
|
||||||
|
self.ypr=[0,0]
|
||||||
|
|
||||||
|
def zdn_zn(self,upr):
|
||||||
|
self.x=upr
|
||||||
|
|
||||||
|
def model(self):
|
||||||
|
def inerz(x,T,yy):
|
||||||
|
return (x+T*yy)/(T+1)
|
||||||
|
|
||||||
|
y0=self.x-self.ypr[1]*self.param[3] #Обр.связь с усилителем 2
|
||||||
|
y1=self.param[0]*y0 #Усилитель1
|
||||||
|
y2=inerz(y1,self.param[1],self.ypr[0]) #Инерционное звено1
|
||||||
|
y3=inerz(y2,self.param[2],self.ypr[1]) #Инерционное звено2
|
||||||
|
self.ypr[0]=y2
|
||||||
|
self.ypr[1]=y3
|
||||||
|
|
||||||
|
def otobraz(self):
|
||||||
|
print('y=',self.ypr[1])
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Тестирование класса произведём с помощью следующей программы, которая находится в модуле main_Sau.py:
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
###main_SAU
|
||||||
|
prm=[2.5,4,1.3,0.8] #Параметры модели: коэф.усиления, 2 пост.времени, обратная связь
|
||||||
|
from SAU import *
|
||||||
|
xx=[0]+[1]*20 #Входной сигнал – «ступенька»
|
||||||
|
SAUe=SAU(prm) # Создаём экземпляр класса
|
||||||
|
yt=[]
|
||||||
|
for xt in xx: # Прохождение входного сигнала
|
||||||
|
SAUe.zdn_zn(xt)
|
||||||
|
SAUe.model()
|
||||||
|
SAUe.otobraz()
|
||||||
|
yt.append(SAUe.ypr[1])
|
||||||
|
import pylab
|
||||||
|
pylab.plot(yt)
|
||||||
|
pylab.show()
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Тестирование программы:
|
||||||
|
```py
|
||||||
|
>>> import main_SAU.py
|
||||||
|
y= 0.0
|
||||||
|
y= 0.2173913043478261
|
||||||
|
y= 0.4763705103969754
|
||||||
|
y= 0.686594887811293
|
||||||
|
y= 0.8199324616478645
|
||||||
|
y= 0.8837201137353929
|
||||||
|
y= 0.8994188484874774
|
||||||
|
y= 0.8892777072047301
|
||||||
|
y= 0.870097963179993
|
||||||
|
y= 0.8518346102696789
|
||||||
|
y= 0.8387499784485772
|
||||||
|
y= 0.8314204114211459
|
||||||
|
y= 0.8286051955249649
|
||||||
|
y= 0.8285656555914835
|
||||||
|
y= 0.8297915186846528
|
||||||
|
y= 0.8312697736438287
|
||||||
|
y= 0.8324765218921963
|
||||||
|
y= 0.8332456979978418
|
||||||
|
y= 0.8336163607592184
|
||||||
|
y= 0.8337101315489143
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# 9. Завершение сеанса работы с IDLE
|
||||||
|
|
||||||
Загрузка…
Ссылка в новой задаче